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Reconstruction of three dimensional excitation propagation waveform in heart wall from two dimensional optical mapping data

Research Project

Project/Area Number 24300159
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

SAKUMA Ichiro  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50178597)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KOBAYASHI Etsuko  東京大学, 大学院工学系研究科, 准教授 (20345268)
NAKAZAWA Kazuo  独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究情報基盤管理室, 研究室長 (50198058)
ARAFUNE Tatsuhiko  東京電機大学, 理工学部, 助教 (50376597)
HONJO Haruo  名古屋大学, 環境医学研究所, 准教授 (70262912)
ASHIHARA Takashi  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (80396259)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) INADA Shin  独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究情報基盤管理室, 研究員 (50349792)
HARAGUCHI Ryo  独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究情報基盤管理室, 研究員 (00393215)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2012: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Keywords不整脈 / 光学マッピング / 3次元興奮伝播 / リエントリ / シミュレーション / 3次元興奮伝播
Outline of Final Research Achievements

The cardiac excitation propagation during arrhythmia shows a three-dimensional complex excitation behavior. The conventional optical measurement system mainly observes the action potential signal of the epicardium, and the endocardial signal measurement without incising the heart is difficult. In addition, an incised heart no longer exhibits the natural excitation behavior. We constructed a simultaneous measurement system that integrates the conventional epicardial measurement system and the endocardial measurement system by using an endoscope for an intact heart. Then, we proposed a line-laser registration method that can match correspondence between the epicardial and endocardial images for a short period. We demonstrated that this registration method has a sub-millimeter accuracy. Subsequently, we succeeded in simultaneous optical measurement of the excitation propagation of the epicardium and endocardium of the right heart wall by using an isolated rabbit heart.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (22 results)

  • [Journal Article] Shape Matching法による心臓拍動のビジュアルシミュレーション2015

    • Author(s)
      井尻敬,芦原貴司,梅谷信行,小山裕己,五十嵐健夫,原口 亮,横田秀夫,中沢一雄
    • Journal Title

      生体医工学

      Volume: 53(4)

    • NAID

      130005106897

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Importance of gradients in membrane properties and electrical coupling in sinoatrial node pacing2014

    • Author(s)
      InadaS, Zhang H, TellezJO, ShibataN, Nakazawa K, Kamiya K, Kodama I, Mitsui K, Dobrzynski H, Boyett MR, Honjo H
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 4 Issue: 4 Pages: e94565-e94565

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0094565

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Surface and intramural reentrant patterns during atrial fibrillation in the sheep2014

    • Author(s)
      BERENFELD Omer, YAMAZAKI Masatoshi, FILGUEIRAS-RAMA David, KALIFA Jerome
    • Journal Title

      Methods of Information in Medicine

      Volume: 53(4) Issue: 04 Pages: 314-319

    • DOI

      10.3414/me13-02-0047

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The role of gap junctions in stretch-induced atrial fibrillation2014

    • Author(s)
      Ueda N, Yamamoto M, Honjo H, Kodama I, Kamiya K
    • Journal Title

      Cardiovascular Research

      Volume: 104 Issue: 2 Pages: 364-370

    • DOI

      10.1093/cvr/cvu202

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Urinary type IV collagen is related to left ventricular diastolic function and brain natriuretic peptide in hypertensive patients with prediabete2014

    • Author(s)
      IIDA Masato, ISHIGURO Yuko S., YAMAZAKI Masatoshi, UEDA Norihiro, HONJO Haruo, KAMIYA Kaichiro
    • Journal Title

      Journal of Diabetes and Its Complications

      Volume: 28(6) Issue: 6 Pages: 824-830

    • DOI

      10.1016/j.jdiacomp.2014.08.005

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  • [Presentation] 灌流心臓におけるフィラメント形状同定のための高速3次元蛍光イメージングに関する研究2015

    • Author(s)
      真子翔太, 原田匠, 佐久間一郎
    • Organizer
      第8回「システム疾患生命科学による先端医療技術開発」シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学医学部附属病院(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-02-27
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  • [Presentation] 心筋細胞内Ca2+持続時間画像を用いたリエントリ旋回中心の解析2014

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      立柳紀林, 野口展士, 荒船龍彦, 柴田仁太郎, 佐久間一郎, 山﨑正俊, 本荘晴朗, 神谷香一郎, 本間章彦, 舟久保昭夫
    • Organizer
      日本生体医工学会関東支部若手研究者発表会
    • Place of Presentation
      東京電機大学千住キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2014-11-22
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  • [Presentation] Effects of calmodulin kinase in atrial fibrillation caused by atrial stretch2014

    • Author(s)
      UEDA Norihiro, OGAWA Takashi, KAMIYA Kaichiro, HONJO Haruo, YAMAZAKI Masatoshi, NIWA Ryoko
    • Organizer
      The 7th Asia-Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session
    • Place of Presentation
      ニューデリー、インド
    • Year and Date
      2014-10-29 – 2014-11-01
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  • [Presentation] 光学マッピングのリアルタイム画像解析によるリエントリ旋回中心位置のトラッキング手法の検討2014

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      富井直輝,佐久間一郎,荒船龍彦,柴田仁太郎,本荘晴朗
    • Organizer
      第30回心電情報処理ワークショップ
    • Place of Presentation
      伊豆山研修センター(静岡県熱海市)
    • Year and Date
      2014-10-26
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  • [Presentation] 心筋細胞内Ca2+空間的不均一性によるマイクロリエントリー経路形成の解析2014

    • Author(s)
      立柳紀林, 野口展士, 荒船龍彦, 柴田仁太郎, 佐久間一郎, 山﨑正俊, 本荘晴朗, 神谷香一郎, 本間章彦, 舟久保昭夫
    • Organizer
      第30回心電情報処理ワークショップ
    • Place of Presentation
      伊豆山研修センター(静岡県熱海市)
    • Year and Date
      2014-10-26
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  • [Presentation] Point Electric Stimulation-Induced Cardiac Spiral Wave Shift Employing Optical Mapping Feedback System2014

    • Author(s)
      N. Tomii, T. Arafune, H. Honjo, I. Kodama, N. Shibata, and I.Sakuma
    • Organizer
      APCMBE2014
    • Place of Presentation
      台南市、台湾
    • Year and Date
      2014-10-09 – 2014-10-12
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  • [Presentation] Simultaneous Optical Mapping System of Endocardial andEpicardial Excitation2014

    • Author(s)
      T. Harada, T. Arafune, M. Yamazaki, H. Honjo, N. Shibata and I. sakuma
    • Organizer
      36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      シカゴ、アメリカ
    • Year and Date
      2014-08-26 – 2014-08-30
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigating excitation conduction in the atrioventricular node and Purkinje network using computer simulation2014

    • Author(s)
      Shin Inada
    • Organizer
      The 9th Tawara-Aschoff Symposium
    • Place of Presentation
      東京プリンスホテル(東京都港区)
    • Year and Date
      2014-07-26 – 2014-07-27
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of renin-angiotensin system on the lethal arrhythmias in a transgenic mouse model with reactivation of the fetal gene program2014

    • Author(s)
      YAMAZAKI Masatoshi, HONJO Haruo, NAKAGAWA Yasuaki, UEDA Norihiro, NIWA Ryoko, OGAWA Takashi, KODAMA Itsuo, KAMIYA Kaichiro, KUWAHARA Koichiro
    • Organizer
      第29回日本不整脈学会学術大会/第31回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      ザ・プリンスパークタワー東京(東京都港区)
    • Year and Date
      2014-07-22 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] The role of gap junctions in atrial fibrillation induced by acute stretch2014

    • Author(s)
      UEDA Norihiro, OGAWA Takashi, NIWA Ryoko, YAMAZAKI Masatoshi, HONJO Haruo, KODAMA Itsuo, KAMIYA Kaichiro
    • Organizer
      第29回日本不整脈学会学術大会/第31回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      ザ・プリンスパークタワー東京(東京都港区)
    • Year and Date
      2014-07-22 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation excitation conduction between sinoatrial node and right atrium with a safety factor -A Simulation Study-2014

    • Author(s)
      INADA Shin, SHIBATA Nitaro, MITSUI Kazuyuki, HONJO Haruo, KAMIYA Kaichiro, KODAMA Itsuo, NAKAZAWA Kazuo
    • Organizer
      第29回日本不整脈学会学術大会/第31回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      ザ・プリンスパークタワー東京(東京都港区)
    • Year and Date
      2014-07-22 – 2014-07-25
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  • [Presentation] 光学計測を用いた右心房壁における自動能興奮伝播計測2014

    • Author(s)
      真子翔太、原田匠、神谷香一郎、本荘晴朗、山崎正俊、柴田仁太郎、荒船龍彦、佐久間一郎
    • Organizer
      第29回日本不整脈学会学術大会/第31回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      ザ・プリンスパークタワー東京(東京都港区)
    • Year and Date
      2014-07-22 – 2014-07-25
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  • [Presentation] Ischemia-induced subcellular sodium channel redistribution as a mechanism of arrhythmogenic effect of class-I antiarrhythmic drugs on ventricle: A simulation study2014

    • Author(s)
      Tsumoto K, Ashihara T, Haraguchi R, Nakazawa K, Kurachi Y
    • Organizer
      第29回日本不整脈学会学術大会/第31回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      ザ・プリンスパークタワー東京(東京都港区)
    • Year and Date
      2014-07-22 – 2014-07-25
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  • [Presentation] 細胞内Ca2+ pocket誘導Ca2+バースト現象によるスパイラルリエントリ発生の解析2014

    • Author(s)
      荒船龍彦, 舟久保昭夫, 柴田仁太郎, 佐久間一郎, 櫛山泰規, 山崎正俊, 本荘晴朗, 神谷香一郎
    • Organizer
      第53回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2014-06-24 – 2014-06-26
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Ventricular arrhythmia induced by the Purkinje network with reduced gap junction conductance - A simulation study -2014

    • Author(s)
      Shin Inada, Daniel Harrell, Ryo Haraguchi, Takashi Ashihara, Naomasa Makita, Kazuo Nakazawa
    • Organizer
      第53回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2014-06-24 – 2014-06-26
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Prevention of venticular reentrant activity in a transgenic mouse model with sudden cardiac death by aliskiren2014

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      YAMAZAKI Masatoshi, HONJO Haruo, NAKAGAWA Yasuaki, YAMADA Chinatsu, KODAMA Itsuo, KAMIYA Kaichiro
    • Organizer
      Cardiostim 2014
    • Place of Presentation
      ニース、フランス
    • Year and Date
      2014-06-18 – 2014-06-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 内視鏡を用いた心内膜活動電位光学計測システムの開発2014

    • Author(s)
      原田匠、荒船龍彦、山崎正俊、小川貴史、本荘晴朗、神谷香一郎、柴田仁太郎、佐久間一郎
    • Organizer
      2014年度精密工学会春季大会
    • Place of Presentation
      東京都・東京大学工学部
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  • [Presentation] 光学・電極ハイブリッドマッピングによる spiral reentry 旋回中心トラッキングシステム2014

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      駒田裕亮、安藤岳洋、原田匠、荒船龍彦、山崎正俊、本荘晴朗、柴田仁太郎、小林英津子、佐久間一郎
    • Organizer
      2014年度精密工学会春季大会
    • Place of Presentation
      東京都・東京大学工学部
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 内視鏡を用いた心内膜活動電位光学計測システムの開発2013

    • Author(s)
      原田匠、荒船龍彦、山崎正俊、本荘晴朗、神谷香一郎、柴田仁太郎、佐久間一郎
    • Organizer
      第30回日本心電学会学術集会
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      青森県・リンクステーションホール青森
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  • [Presentation] 光学計測を用いた右心房切片標本における自動能興奮伝播計測システム2013

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      平松照悟,荒船龍彦,柴田仁太郎,小川貴史,山崎正俊,本荘晴朗,佐久間一郎
    • Organizer
      第30回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      青森県・リンクステーションホール青森
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 光学計測を用いた右心房壁における自動能興奮伝播計測2013

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      真子翔太、原田匠、山崎正俊、本荘晴朗、神谷香一郎、柴田仁太郎、荒船龍彦、佐久間一郎
    • Organizer
      第29回心電情報処理ワークショップ
    • Place of Presentation
      新潟県・越後湯沢ナスパニュオータニ
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 内視鏡を用いた心内膜活動電位光学計測システムの開発2012

    • Author(s)
      原田匠, 荒船龍彦, 山崎正俊, 本荘晴朗, 神谷香一郎, 柴田仁太郎, 佐久間一郎
    • Organizer
      第28回心電情報処理ワークショップ
    • Place of Presentation
      熱海後楽園ホテル(静岡県)
    • Year and Date
      2012-10-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2012-04-24   Modified: 2019-07-29  

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